尾气循环流化氨化制备粒状磷铵过程分析与现场试验

针对磷铵生产过程高含湿尾气排放量大的特点,首次提出了尾气循环流化氨化制备粒状磷铵新工艺,研究了高含湿气体条件下喷雾流化、氨化反应、结晶干燥一体化工艺过程.工艺计算结果表明,尾气循环条件下系统热效率达59.52%,比传统干燥技术提高约1倍.设计建成了千吨级中试装置,并在现场运行条件下考察了系统的放大规律和操作弹性,为该技术的产业化开发和推广奠定了基础.     

气固两相上行流动中颗粒加速行为的研究

根据空气－FCC颗粒在16m高循环床提升管内的压力梯度实验数据,对提高升管颗粒加速区的平衡颗粒浓度、颗粒加速区长度以及操作条件的影响进行了系统的分析研究。颗粒的加速导致了颗粒表观浓度沿提升管轴向的不均匀分布,加速区截面上颗粒表观浓度随操作参数的变化明显不同于充分发展段;颗粒加速区长度受操作条件影响非常著,增加颗粒循环量或减小表观气速,都将延长颗粒加速过程,颗粒表观浓度也随之增加;特别地,当提升管底部有大量颗粒聚集和絮状物形成时,颗粒加速区将显著增长,甚至扩展到整个提升管高度。     

相空间导数重构法的探讨

探讨了导数重构法在实际应用中存在的问题：重构相空间的坐标间尺度差异太大及由时间序列求导时产生的计算误差太强。这两个问题重构相空间受到强烈的噪声干扰,而无法用来表征系统的混沌特征。提出针对性的改进措施：一是采取坐标归一化措施,二是采用曲线拟合对时间序列求导。实际的重构证明,改进导数重构法有效地克服了导数重构法的实际应用困难,能有效地用来揭示系统的混沌特征。     

循环流化床压力波动信号的间歇性分析

用小波变换模极大值的方法对循环流化床靠近床层底部和顶部压力波动时间序列进行多重分形分析,确定相应的压力波动信号的间歇性指数.结果表明循环流化床内气-固流动具有多重分形的特性,由间歇性参数随操作气速的变化可判断出由快速流化床向密相气力输送的改变,提出了新的判断循环流化床流型转变的方法,指出流型的转变沿提升管轴向并不是均匀一致同时改变,床层底部的转变要滞后于床层顶部.     

三相内循环生物流化床内循环时间的研究

采用脉冲示踪法测定了三相内循环生物流化床反应器在不同进气量Q_g、固含率ε_s和升降流区截面积比条件下的循环时间T_C,对反应器的内循环特征和混合情况进行了系统的研究。结果表明：进气量Q_g、固含率ε_s和升降流区截面积比A_r/A_d共同影响了反应器的内循环时间T_C,进气量能在较大范围内调控反应器的循环时间T_C。循环时间T_C随进气量Q_g呈指数衰减,随ε_s的增加而增大,并且最小进气量Q_g,min也随ε_s的增加而升高;随A_r/A_d的增大,T_C总体也呈增大趋势。Q_g为96 L/h时T_C 随ε_s变化的转折点,当Q_g大于96 L/h时,T_C随ε_s的增加显著增大;并进一步讨论了进气量和固含率对反应器的生物处理效率和效果的影响,为反应器的改进、放大和运行提供了可靠的依据。     

循环床气固提升管中颗粒浓度的轴向分布

以16m循环床提升管中气固两相流压力梯度的大量实验数据为基础,从能量耗散的观点分析研究了平均颗粒浓度的轴向分布特征及其操作条件的影响,并与相同条件下6m高提升管中颗粒浓度的轴向分布进行了对比。结果表明,加颗粒循环量Gs或减小表观气速Ug时,由于单位质量颗粒加速和输送的能量减少,提升管各高度位置的颗粒浓度εs增大,颗粒浓度的轴向分布亦更不均匀;提升管高度对平均颗粒浓度及其轴向分布具有显著影响,提升管高度增加,提升管各高度截面上的平均颗粒浓度减小,颗粒浓度的轴向分布也更加均匀,给定表现气速对应的颗粒饱和夹带量也将提高。     

硅橡胶膜生物反应器乙醇连续发酵传质动力学实验研究

利用新型的硅橡胶平板复合膜构造乙醇连续发酵膜生物反应器,研究了连续发酵-渗透蒸发操作稳态过程的膜传质动力学问题,实验分析了发酵液循环流量、发酵温度、膜表面液体流动模式对膜性能的影响。在长达500h的连续发酵过程中,膜的分离性能维持相对稳定,没有出现膜污染现象。硅橡胶膜对发酵液中的乙醇的原位分离有效地减轻了代谢产物对细胞抑制作用,在发酵过程的前后阶段,膜的总传质系数从5.21×10-7m/s提高到7.94×10-7m/s。膜对实际发酵液的分离性能表现比对乙醇-水模型溶液的高。     

气-液并流通过堆叠筛板填料的脉冲流特性

通过高速摄像机和压力传感器测量,对脉冲流的产生机理、筛板数的影响、液相脉冲传播速度及频率进行了系统的研究。实验发现：脉冲流是重力和气流曳力作用下,孔口液相波动在向下传播过程中被叠加放大的动力学过程,且与气、液流量及筛板数密切相关;一定气量下,脉冲流的产生需要有一个最小（临界）液相流量,且增加液量可促进局部脉冲的产生,并使液相脉冲传播速度与频率均增大;临界液量之上,增大气量,气相的扰动作用增强,局部脉冲越容易产生,从而导致脉冲传播速度与频率均增大;进一步增大气量,液相脉冲会被逐渐分散,导致脉冲传播速度与脉冲频率均减小。增加筛板数,有利于增强脉冲流强度,从而导致脉冲流范围变宽,当筛板数少于三块时不会出现脉冲流。最后,基于实验结果分析,提出了脉冲传播速度及频率的预测关联式。     

气液两相并流下行通过堆叠筛板填料的压降特性

堆叠筛板填料已在核电站放射性气体除气塔中得到成功应用。针对这一新型填料的应用设计,在较广泛的气液流量下,对气液并流下行通过不同规格堆叠筛板填料的阻力特性进行了系统的实验。实验填料共6种规格,孔径参数包括6、10和14 mm,不同孔径填料对应不同的孔间距、板间距,每种孔径填料具有正方形和正三角形两种筛孔分布方式。通过压降数据分析,研究了流动参数和几何参数(孔径、开孔率、布孔方式、板间距)对气液两相并流通过填料的流动行为及压降特性的影响;结合多孔板阻力系数经验公式提出了堆叠筛板填料干板阻力系数的计算模型,模型很好地反映了不同几何参数对干板阻力系数的影响,预测偏差在5%范围以内;基于均相流模型提出了堆叠筛板填料气液两相压降的预测模型,模型预测偏差在10%范围以内。研究工作对堆叠筛板填料塔的应用设计及进一步的传质动力学研究有一定参考价值。